JP3142594B2 - シート状材料の切断方法およびその切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にコードを多数平行
に埋設したゴムシート材料を切断する方法および装置に
関する。

【０００２】

【従来技術】カーカス材料やスチールブレーカ材料等の
ゴムシート材料を切断する際に、埋設されたスチールコ
ードのバイヤス方向に切断するものとして、ナイフをバ
イヤス方向に走行させるとともに、走行方向と直角な方
向にも移動自在とし、スチールコードを切断しないよう
にした例がある。

【０００３】そして走行中にナイフの横方向の変位量を
測定し、走行量と前記横方向変位量から材料中のワイヤ
ーのアングル（バイヤス角度）を算出し、同アングルが
許容値を越える場合は自動運転を一時的に中止するよう
に制御するスチールコード切断方法（特開平１−141729
号公報）が提案されている。

【０００４】

【解決しようとする課題】同公報記載の実施例では、ナ
イフの走行方向を変えることが可能な構造とはなってい
るが、予め走行方向は設定され、一定の走行方向の下
で、切断された材料の前端と後端の切断角度を算出し、
その差が許容値以内にあるか否かを監視している。した
がってあるシート状材料について予め走行方向が設定さ
れると、同走行方向の下で切断が順次なされていく。

【０００５】一方切断前の長尺に亘るシート状材料にお
いては、その中に埋設されるコードのバイヤス角度は始
めから終りまで必ずしも一定ではなく設定値に対して多
少オフセットしていたり、また切断に供される前の台車
等の巻取り軸に巻取られた状態において巻取初めの巻芯
近傍、巻取中間部および巻取終了部では寸法が変化して
コードのバイヤス角度も多少変化を受けている。

【０００６】このように１シート状材料についてコード
のバイヤス角度が異なるものを前記先行例のように固定
された走行方向にナイフを走行させて切断すると、たと
えナイフが走行方向と直角な方向に移動自在であっても
ナイフの刃の向きは常に走行方向を向いていることから
ナイフがコードに乗り上げるおそれが多分にある。特に
コードのバイヤス角度がナイフの走行角度と大きく異な
ってくるとかかる不具合が生じ易い。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、切断角度の最新データに基づ
いて逐次ナイフの走行角度を追従させることで、ナイフ
のコードへの乗り上げを防止したシート状材料の切断方
法および切断装置を供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本第１の発明
は、多数のコードを所定のバイヤス角度で埋設した長い
シート状材料をコンベア上でナイフにより次々に切断す
るシート状材料の切断方法において、前記ナイフを走行
予定線に沿わせて走行させてシート状材料を切断するこ
とにより得られた切断線の形状を測定することと、該切
断線の近似直線および該近似直線の前記シート状材料の
長手方向に対する角度であるバイヤス角度を演算するこ
とと、前記走行予定線のバイヤス角度を一回または複数
回の最新の演算により得られた前記近似直線のバイヤス
角度の平均値とほぼ一致するように修正するシート状材
料の切断方法である。

【０００９】最新の近似直線のバイヤス角度の平均値と
ほぼ一致するように走行予定線のバイヤス角度が修正さ
れるので、長いシート状材料におけるコードのバイヤス
角度の変化に追従して切断が適切に行なわれ、ナイフの
コードへの乗り上げを防止できる。

【００１０】また本第２の発明は、シート状材料の上方
を走行部材が横切る走行機構と、同走行機構を旋回しシ
ート状材料に対する走行部材の走行角度を変える旋回機
構と、前記走行機構の走行部材に吊設されその走行方向
に対して直角な方向に移動自在なナイフと、前記走行機
構の走行方向における前記ナイフの走行位置を検出する
第１検出手段と、前記走行方向と直角な方向における前
記ナイフの変位位置を検出する第２検出手段と、前記第
１、第２検出手段からの信号をもとに前記ナイフによる
切断角度を演算する演算手段と、同演算手段による１回
または複数回の最新の演算結果に基づいて前記旋回機構
を駆動制御する制御手段とを備えたシート状材料の切断
装置である。

【００１１】ナイフは走行切断中にコードに沿って走行
方向と直角な方向に移動し、このナイフの位置は第１、
第２の検出手段によって検出され、演算手段により切断
角度が算出される。この切断角度の１回または複数回の
最新のデータに基づき制御手段が旋回手段を駆動制御し
て走行機構における走行部材の走行角度を変え、ナイフ
の走行角度を最新の切断角度に追従させることができ
る。

【００１２】したがって１シート状部材において埋設コ
ードのバイヤス角度が徐々に変化する場合でもナイフの
走行角度をコードのバイヤス角度の変化傾向に合わせる
ことで、両角度間の差異を常に小さくしてナイフの刃を
できるだけコードに沿わせ、ナイフがコード上に乗り上
げる不具合を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下図１ないし図７に図示した本発明の一実
施例について説明する。

【００１４】本実施例における切断装置１は、タイヤに
使用されるシール状材料であるスチールブレーカ部材２
をベルトコンベア４上で斜めに切断するものである。ス
チールブレーカ部材２は、内部に長手方向と一定のバイ
ヤス角度をもって多数のスチールコード３が埋設されて
おり、同スチールコード３に沿ってバイヤス方向に切断
される。

【００１５】図１および図２は切断装置１およびベルト
コンベア４の上面図および側面図である。ベルトコンベ
ア４は左右のフレーム５によって支持され、同フレーム
５の前後両端部に設けられたローラ６にコンベアベルト
７が架渡され、上側のコンベアベルト７上に帯状のスチ
ールブレーカ部材２が載せられ前方（図１において左
方）に搬送される。

【００１６】左右のフレーム５には、支柱８が立設され
て、両支柱８に水平支持フレーム９が架設されている。
同水平支持フレーム９の中央より下方に突設された支軸
10が軸受11により回動自在に支持され、同支軸10の下端
に水平支持板12がそのほぼ中央部において固着されてい
る。したがって水平支持板12は、鉛直方向に指向した支
軸10を中心軸に旋回することができる。

【００１７】なお支軸10は、水平支持フレーム９上に設
けられた減速機構32を介して旋回用モータ33によって回
動させられるので、同モータ33により水平支持板12は旋
回する。

【００１８】該水平支持板12にナイフ走行機構が取付け
られており、水平支持板12の長手方向はコンベアベルト
７の進行方向と角度をなすことができ、コンベアベルト
７上を搬送されるスチールブレーカ部材２のスチールコ
ード３のバイヤス角度の基準値に概ね合わせている。

【００１９】水平支持板12の下面にはリニアボールスラ
イドガイドレール13が長手方向に敷設されており、同リ
ニアボールスライドガイドレール13にリニアボールスラ
イドガイド14が摺動自在に嵌合され同リニアボールスラ
イドガイド14の下面に走行支持部材15が固着されてい
る。

【００２０】水平支持板12の左右両端部の前側からは枢
支基板16、17が鉛直下方に向けて垂設されていて、その
下端部にそれぞれ回転軸18、19が枢着され、一方の回転
軸18には従動プーリ20が一体に嵌着され他方の回転軸19
には駆動プーリ21が嵌着されて、両プーリ20、21間に歯
付ベルト22が架渡されるとともに、同歯付ベルト22の上
側のベルトの所定箇所が前記走行支持部材15にねじ23に
よって固着されている。

【００２１】駆動プーリ21の近傍の水平支持板12の上面
には支持板24に支持されてモータ25が設けられており、
前方に突出した駆動軸にはプーリ26が嵌着され、前記駆
動プーリ21と一体の回転軸19に駆動プーリ21と並んで嵌
着されたプーリ27と前記プーリ26との間に歯付ベルト28
が架渡されている。

【００２２】したがってモータ25を駆動することで歯付
ベルト28を介して駆動プーリ21を回転駆動し、同駆動プ
ーリ21の回転は歯付ベルト22を回動させ、同歯付ベルト
22に固着された走行支持部材15をその上端の吊設部材14
を介してレール13に沿って走行させることができる。

【００２３】なお、従動プーリ20側において、水平支持
板12の前側面に基端部を固着されてセンサブラケット29
が下方へ垂設され、その下端部に装着された反射型光セ
ンサ30が前記従動プーリ20の前側面に対向している。そ
して従動プーリ20の前側面には図５に図示するように円
を８等分し一つおきに無反射部分を設けた反射テープ31
が貼付されており、従動プーリ20の回動位置によって反
射型光センサ30の反射光の強度が変化するようになって
いる。

【００２４】したがって走行支持部材15の走行すなわち
歯付ベルト22の回動によって従動プーリ20が回転すると
反射型光センサ30が従動プーリ20の回転状態を検知し、
検出値の変化の回数をカウントすることで走行支持部材
15の走行位置を割り出すことができる。

【００２５】以上が旋回機構、走行機構および走行位置
検出機構であり、前記走行機構の走行する走行支持部材
15にナイフが吊設されている。走行支持部材15の下面に
は走行方向と直角な方向に指向してボールスライドテー
ブル42のレール40が敷設されており、同レール40と摺動
自在に嵌合されたボールスライドテーブル42の下面には
シリンダ41が固定されていて、同シリンダ41は走行支持
部材15の下方に懸吊されるとともにレール40に沿って走
行支持部材15の走行方向とは直角な方向に摺動可能であ
る。

【００２６】シリンダ41の下方に突出したシリンダロッ
ド41ａの下端に断面コ字状のナイフブラケット43が固着
されており、同ナイフブラケット43の左右側片をボルト
44が水平方向に貫通して左右からワッシャ45を介してナ
ット46が螺合されボルト44を固定支持している。そして
ナイフブラケット43の左右側片間に架設されたボルト44
には左右をスペーサ47によって位置決めされて、中央に
円板状のナイフ48が回転自在に支承されている。

【００２７】したがってナイフ48はナイフブラケット43
に回転自在に支持されて、シリンダロッド41ａの出没で
昇降するとともに、走行支持部材15の走行方向に移動す
ると同時に、走行方向と直角な方向にも移動可能であ
る。

【００２８】なおシリンダ41の後側面からはセンサブラ
ケット49が後方に突出し後端部を上方に折曲して走行支
持部材15の後側面に対向させ、その走行支持部材15に対
向するセンサブラケット49の側体に光により距離を検出
する距離センサ50が取付けられている。したがって該距
離センサ50は、シリンダ41と一体に走行支持部材15の走
行方向と直角な方向に移動し走行支持部材15との間の距
離を随時検出することができる。

【００２９】すなわち前記反射型光センサ30は走行方向
におけるナイフ48の位置を検出し、距離センサ50は走行
方向と直角な方向におけるナイフ48の位置を検出するこ
とができる。

【００３０】この反射型光センサ30および距離センサ50
の検出信号は図６に図示するように信号変換器60に入力
されて数値化され、さらに数値演算装置61に入力されて
座標値を演算されて、その結果はＣＲＴ62、プリンタ63
によって座標表示され、またその他の制御装置64に供さ
れ利用される。

【００３１】以上がナイフ48の移動機構および移動位置
の検出機構である。一方スチールブレーカ部材２を搬送
するベルトコンベア４側には、水平支持板12と平行にそ
の下方において刃受け板55が左右フレーム５間に架設さ
れている（図３参照）。刃受け板55は上側のコンベアベ
ルト７の上を近接して横切る形で架設され、コンベアベ
ルト７によって搬送されてきたスチールブレーカ部材２
は刃受け板55でこれを乗り越えて搬送される。

【００３２】またコンベアベルト７を間に介在させて刃
受け板55に対応する位置に永久磁石ブロック56が左右の
フレーム５に支持されて架設されている。永久磁石ブロ
ック56もコンベアベルト７の下面に近接している。

【００３３】したがって刃受け板55上にあるスチールブ
レーカ部材２は、その内部に埋設されたスチールコード
３が永久磁石ブロック56の磁力により下方に引きつけら
れ刃受け板55に張りつくようにして形状が保持される。

【００３４】スチールブレーカ部材２を切断するために
は、まずベルトコンベア４により搬送されてきたスチー
ルブレーカ部材２が刃受け板55を乗り越えて所定距離進
行したところで停止され、切断部を刃受け板55上に位置
させる。このときスチールブレーカ部材２の切断部は刃
受け板55上において永久磁石ブロック56により保持され
ている。

【００３５】この状態でモータ25が駆動されて走行支持
部材15がナイフ48とともにスチールブレーカ部材２の片
側側縁部に移動されて位置決めがなされる。そしてシリ
ンダ41の駆動でナイフブラケット43を下降させると刃受
け板55上に保持されたスチールブレーカ部材２の側縁部
上にナイフ48が下降し図４に図示するようにＶ字形状を
した刃先がスチールブレーカ部材２に食い込んで刃受け
板55に至ると刃先部分のスチールブレーカ部材２は切断
状態となる。

【００３６】このとき刃先直下にスチールコード３があ
った場合はスチールコード３の近傍のゴム部の反力が大
きいので走行方向と直角な方向に移動可能なナイフ48は
同方向に逃げ、結局相隣るスチールコード３の間に食い
込んでスチールコード３を切断することはない。

【００３７】またＶ字形状をした刃先はその左右のスチ
ールブレーカ部材２の外表皮を引きずり込むようにして
食い込み、スチールコード３は常にゴム材に覆われた状
態にあり、刃受け板55に達したところで切断するので切
断面にスチールコード３が露出することもない。

【００３８】なおナイフ48は上昇位置にあるときは走行
予定線上にあり下降して上記の如きずれを生じると、こ
の走行方向と直角な方向の若干の移動距離は距離センサ
50によって検出される。

【００３９】こうしてナイフ48がスチールブレーカ部材
２の側縁に食い込んだのち、モータ25を駆動して走行支
持部材15を走行させると、ナイフ48は相隣るスチールコ
ード３の間をスチールコード３に沿って切断していき、
スチールブレーカ部材２の他方の側縁に至って切断を完
了する。

【００４０】スチールコード３に沿ってナイフ48が切断
を行うので、スチールコード３が弯曲していれば切口も
同形状に弯曲していることになり、前記予定走行線から
のずれは随時距離センサ50によって検出される。

【００４１】次に数値演算装置61により座標上に切口形
状を再現するためのナイフ48の位置検出方法およびその
分析方法について説明する。

【００４２】ナイフ48の走行方向をＹ方向、走行方向と
直角な方向をＸ方向とする。ナイフ48のＹ方向の位置
は、反射型光センサ30によってデジタル的にカウント値
として検出できるが、そのうち周期的なカウント値を選
び、同カウント値を検出したときに、ナイフ48のＸ方向
の位置を距離センサ50より信号変換器60に入力して数値
化する。

【００４３】そして数値演算装置61においてＹ方向の周
期的なカウント値と各カウント値におけるＸ方向の数値
情報とをそれぞれ対で記憶するとともに適当に縮倍して
グラフ上に表わしたものが図７である。

【００４４】横軸がＹ方向の走行位置を示し、縦軸がＸ
方向の振れを示しており、横軸に平行な一点鎖線ｆが走
行予定線であり、弯曲した曲線ａが演算結果の一例を示
す曲線である。横軸がナイフ48の走行位置に対応し縦軸
が走行方向と直角な方向のずれ位置に対応しているので
曲線ａは切断により形成された切口の形状を示している
ことになる。

【００４５】Ｙ方向の走行位置をほぼ12等分し順に番号
を符したとき、２の走行位置と11の走行位置におけるそ
れぞれの曲線ａと交わる点どうしを結ぶ直線をｂとし、
直線ｂをもって近似直線とする。数値演算装置61は近似
直線ｂと走行予定線ｆとのなす角θを演算する。

【００４６】以上のことより図７に示された例の場合、
このスチールブレーカ部材２の切口はナイフ48の走行角
度よりθ度傾斜しており、上限値は走行終端近傍にあ
り、下限値は走行始端近傍または中央位置にあり中央部
でわずかにＳ字状にうねりがあることが分かる。

【００４７】このようにスチールブレーカ部材２の一本
分の切断が終わると、数値演算装置61に指示を出して既
に逐次記憶しておいた検知情報をもとに数値のグラフ
化、上下限値の判定、切口の近似直線、傾斜角度θの演
算等がなされ、その結果はＣＲＴ62に表示したり、プリ
ンタ63でプリントアウトしたり、または他の制御装置64
へ切口の情報を受け渡すことができる。ここにナイフ48
の走行角度に傾斜角度θを加えた角度が切断角度ψであ
り、同切断角度ψが制御装置64に入力される。

【００４８】制御装置64では、これから切断しようとす
る前５回の切断角度ψの平均値を算出し、その算出結果
である平均値ψａに基づいて旋回用モータ33を駆動して
水平支持板12を旋回しナイフ48の走行角度を切断角度の
平均値ψａにほぼ（±0.5 度以内）一致させる。

【００４９】こうしてナイフ48の走行角度を逐次上記平
均値ψａに合わせて切断を開始するので、ナイフ48の刃
の向きはほぼ埋設されたスチールコード３に沿ってい
る。すなわち今切断しようとする部分の近傍におけるス
チールコード３のバイヤス角度の傾向は、その前５回の
切断角の平均値ψａに現われており、この傾向は以後数
回程は続くとみるのは、スチールブレーカ部材２のコー
ドが徐々に変化する性質上当然予想されることで、よっ
てナイフ48の刃の向きはスチールコード３のバイヤス角
度にほぼ一致していると考えられる。

【００５０】したがって同走行角度でナイフ48が走行す
ると、ほぼスチールコード３に沿って走行することにな
り、ナイフ48がスチールコード３上に乗り上げるような
不具合は生じない。

【００５１】このように切断に際しては、常にその前５
回の切断角度の平均値に走行角度を修正しているので、
１スチールブレーカ部材２の埋設コード３の場所ごとに
一定でないバイヤス角度に追従して切断が適切に行なわ
れる。

【００５２】なお切断されたスチールブレーカ部材２の
端部は、永久磁石ブロック56が下方へ退避の後、別途設
けられた吸着装置により上方から吸着されて切断形状を
維持したまま持ち上げられ、スチールブレーカ部材２の
搬送と同時に所定位置まで移動させられ、成形ドラムへ
の巻付けに供される。

【００５３】本実施例では、切断前５回の最新の切断角
度の平均をとったが、５回に限らず他の適当な回数の切
断角度の平均を用いてもよく、場合によれば１回でもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】本発明は、シート状材料の切断に際し、
その前１回または複数回の最新の切断角度に基づいてナ
イフの走行角度が設定されるので、常にナイフの刃の向
きはほぼ埋設コードに沿っており、ナイフがコードに乗
り上げる不具合を防止し適切な切断ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の切断装置の全体上面図
である。

【図２】同側面図である。

【図３】図１におけるIII −III 切断面（一部側面）図
である。

【図４】図１におけるIV−IV矢視（一部断面）図であ
る。

【図５】同実施例の従動プーリの側面図である。

【図６】電気系ブロック図である。

【図７】演算結果のグラフ化した説明図である。

【符号の説明】

１…切断装置、２…スチールブレーカ部材、３…スチー
ルコード、４…ベルトコンベア、５…フレーム、６…ロ
ーラ、７…コンベアベルト、８…支柱、９…水平支持フ
レーム、10…支軸、11…軸受、12…水平支持板、13…リ
ニアボールスライドガイドレール、14…リニアボールス
ライドガイド、15…走行支持部材、16，17…枢支基板、
18，19…回転軸、20…従動プーリ、21…駆動プーリ、22
…歯付ベルト、23…ねじ、24…支持板、25…モータ、2
6，27…プーリ、28…歯付ベルト、29…センサブラケッ
ト、30…反射型光センサ、31…反射テープ、32…減速機
構、33…旋回用モータ、40…レール、41…シリンダ、41
a …シリンダロッド、42…ボールスライドテーブル、43
…ナイフブラケット、44…ボルト、45…ワッシャ、46…
ナット、47…スペーサ、48…ナイフ、49…センサブラケ
ット、50…距離センサ、55…刃受け板、56…永久磁石ブ
ロック、60…信号変換器、61…数値演算装置、62…ＣＲ
Ｔ、63…プリンタ、64…制御装置。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29D 30/00 - 30/72 B26D 1/25 - 1/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数のコードを所定のバイヤス角度で埋
   設した長いシート状材料をコンベア上でナイフにより次
   々に切断するシート状材料の切断方法において、前記ナ
   イフを走行予定線に沿わせて走行させてシート状材料を
   切断することにより得られた切断線の形状を測定するこ
   とと、該切断線の近似直線および該近似直線の前記シー
   ト状材料の長手方向に対する角度であるバイヤス角度を
   演算することと、前記走行予定線のバイヤス角度を一回
   または複数回の最新の演算により得られた前記近似直線
   のバイヤス角度の平均値とほぼ一致するように修正する
   ことを特徴とするシート状材料の切断方法。
2. 【請求項２】 多数のコードを所定のバイヤス角度で埋
   設した長いシート状材料の上方を走行部材が横切る走行
   機構と、同走行機構を旋回し前記シート状材料に対する
   走行部材の走行角度を変える旋回機構と、前記走行機構
   の走行部材に吊設されその走行方向に対して直角な方向
   に移動自在なナイフと、前記走行機構の走行方向におけ
   る前記ナイフの走行位置を検出する第１検出手段と、前
   記走行方向と直角な方向における前記ナイフの変位位置
   を検出する第２検出手段と、前記第１、第２検出手段か
   らの信号をもとに前記ナイフによる切断角度を演算する
   演算手段と、同演算手段による１回または複数回の最新
   の演算結果に基づいて前記旋回機構を駆動制御する制御
   手段とを備えたことを特徴とするシート状材料の切断装
   置。